[工学]桥梁工程课程设计装配式预应力混凝土箱型梁.doc

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1、河北工业大学土木工程学院桥梁工程课程设计50设计资料及要求一、设计资料1．标准跨径：40.00m2．计算跨径：39.60m3．桥面净空：净14.50m+2×0.5m4．设计荷载：公路—Ⅰ级5．材料：预应力钢筋：Φj15mm钢绞线非预应力钢筋：Ⅰ、Ⅱ级钢筋；混凝土：小箱梁为C50号，铰缝采用C40SCM灌浆料以加强铰缝；桥面铺装为12cm厚C40防水砼（S6）+10cm沥青砼;栏杆采用C25号混凝土。二．设计依据：（1）交通部.公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)；北京：人民交通出版社.2004（2）交通部.公路钢筋混凝土及预应力

2、混凝土桥涵设计规范（JTGD62－2004），北京：人民交通出版社.2004三.构造形式与尺寸该桥桥面净空为“净14.50m+2×0.5m”，横断面设计如图1。采用后张法预应力，板块断面及构造尺寸见图1-2。图1桥梁横断面图（单位：cm）50图2－1边梁截面尺寸（单位：cm）图2－2中梁截面尺寸（单位：cm）四、设计内容1．主梁几何特性计算2．恒载内力计算3．荷载横向分布计算(1)跨中的荷载横向分布系数：采用刚接板法(2)支点的荷载横向分布系数：采用杠杆法(3)横向分布系数沿桥跨的变化4．活载内力计算(1)弯矩(2)剪力505．主梁内力组

3、合（基本组合、作用短期效应组合、作用长期效应组合）6．预应力钢筋的设计（1）预应力钢筋面积的估算（2）预应力钢筋的布置7．换算截面几何特性计算（1）换算截面面积（2）换算截面重心位置（3）换算截面的惯矩（4）截面抗弯模量8．跨中正截面强度验算9．预应力损失计算（1）摩擦损失（2）钢筋变形、回缩损失△（3）钢筋松弛损失（4）预应力钢筋分批张拉损失（5）混凝土收缩徐变损失（6）永存预应力值10、跨中截面正应力计算（一）混凝土应力（二）预应力钢筋的最大应力11、支点截面主应力验算12、使用阶段变形验算五、参考文献1．邵旭东，桥梁工程，北京：人民

4、交通出版社2．姚玲森，桥梁工程，北京：人民交通出版社3．叶见曙，结构设计原理，北京：人民交通出版社50设计部分1主梁几何特性计算1.1计算截面几何特性本设计采用分块面积法，因为只在距支点1m处开始变截面，为简便计算，可近似按等截面计算，所以只需分别计算边主梁、中主梁预制时和使用时跨中截面的几何特性。主要计算公式如下：毛截面面积：(1—1)各分块面积对上缘的面积距：(1—2)毛截面重心至梁顶的距离：(1—3)毛截面惯性距计算移轴公式：(1—4)式中——分块面积；——分块面积重心至梁顶的距离；——毛截面重心至梁顶的距离；——各分块对上缘的的面

5、积距；——各分块面积对其自身重心的惯性距。利用以上公式，分别计算边主梁、中主梁预制时和使用时跨中截面的几何特性，将结果列入一下各表中。其中：矩形自身惯性矩，三角形自身惯性矩按照CAD得出，边梁的，中梁的，，501.2检验截面效率指标以边梁跨中截面分析：上核心距：==下核心距：==截面效率指标：以中梁跨中截面分析：上核心距：==下核心距：==截面效率指标：根据设计经验，一般截面效率指标取，且较大者较经济。上述计算表明，初拟的主梁截面是合理的。2主梁内力计算2.1恒载内力计算2.1.1第一期恒载（主梁自重）在距主梁端部1m处为过渡宽度。1）边

6、主梁自重荷载：边主梁荷载集度：502）中主梁自重荷载：中主梁荷载集度：3）横隔梁自重荷载：横隔梁荷载集度：边梁部分：（这里的面积S由CAD出图得出为m）中梁部分：第一期恒载集度：2.1.2第二期恒载（主梁现浇湿接缝）边主梁：中主梁：2.1.3第三期恒载（桥面铺装）桥面铺装：第三期恒集度：502.1.4恒载集度汇总表2-1主梁恒载汇总表荷载梁第一期荷载第二期荷载第三期荷载总和g边主梁25.90281.541829.427556.8721中主梁24.07703.083516.16543.32552.2恒载内力设为计算截面至支撑中心的距离，并令

7、图2-1恒载内力计算图则计算公式为：(2—1)(2—2)其中：则边主梁和中主梁的恒载内力计算如下表50表2-2恒载内力表项目/kNm/kN跨中四分点支点跨中四分点支点a(1-a)/2196.02147.0150(1-2a))/209.919.8一期恒载边主梁5077.473808.1000256.44512.8825.9028中主梁4719.573539.6800238.36476.7224.0770二期恒载边主梁302.22226.670015.2630.531.5418中主梁604.43453.320030.5361.053.0835

8、三期恒载边主梁5768.384326.2800291.33582.6629.4275中主梁3168.662376.5000160.03320.6616.165总恒载边主梁11148.07836